熱防護系統的硅纖維隔熱層復合傳熱數值計算

鑒于熱防護系統的硅纖維隔熱層是各向異性的非灰體材料,其復合傳熱計算是復雜且耗時的,提出了一種簡便方法用于硅纖維這類各向異性非灰體材料的復合傳熱計算.該方法借鑒了醫學領域斷層攝影法(局部X射線檢測法)中對光沿各向異性散射介質傳播分析的思路,得到了各向異性擴散的熱輻射方程(RTE-D)并把該方程用于求解非灰體半透明介質的輻射熱通量.計算結果與文獻中基于輻射傳遞方程(RTE)求得輻射熱流的復合傳熱數值結果相比較,其最大相對誤差為1.5%,并且其計算時間也由Pentium Ⅱ的3297.66分鐘縮短為Pentium Ⅳ的約5分鐘.最后,該方法被用于真實熱環境下剛性隔熱瓦LI900(高空隙率硅纖維隔熱材料)的復合傳熱計算,計算結果與實驗數據有較高吻合度.數據結果表明,各向異性的擴散近似被用于求解非灰體半透明介質的輻射熱通量的方法用在熱防護系統的硅纖維隔熱層復合傳熱數值計算中是簡便高效的.

作 者： 范緒箕 白丹 FAN Xu-ji BAI Dan   作者單位： 上海交通大學機械與動力學院,上海,200030  刊 名： 宇航學報  ISTIC PKU 英文刊名： JOURNAL OF ASTRONAUTICS  年，卷(期)： 2006 27(3)  分類號： V45  關鍵詞： 各向異性的擴散近似   輻射和傳導耦合傳熱   非灰體半透明介質  

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